| 研究課題/領域番号 |
20H02446
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分26020:無機材料および物性関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
三村 憲一 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (20709555)
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| 研究分担者 |
板坂 浩樹 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究員 (30816468)
安井 久一 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (30277842)
劉 崢 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 上級主任研究員 (80333904)
高田 瑶子 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (00805640)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2020年度: 13,260千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 3,060千円)
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| キーワード | チタン酸バリウム / ナノ材料 / 高誘電率材料 / 自己集積 / 薄膜 / ナノ結晶 / 自己組織化 / 界面制御 / ナノキューブ / 超薄膜コンデンサ / 規則配列集積 / グラフェン電極 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ウェアラブルデバイスの次世代として、埋め込み型デバイス（インプランタブルデバイス）の開発が期待されており、それらを構成する素子の小型・大容量化・高信頼性が強く求められている。本研究では、デバイスの回路設計に欠かせないコンデンサの超小型かつ大容量化に着目し、強誘電体材料であるチタン酸バリウムナノキューブ単層膜の誘電特性の解明とともに、計算科学を用いた高効率なナノキューブ界面構造の設計を行うことにより、膜厚15 nmのナノキューブ単層膜において高誘電率を実現する次世代超薄膜コンデンサ用のナノ材料開発を行う。
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| 研究成果の概要 |
高い誘電特性が期待されるチタン酸バリウムナノキューブ単層膜の特性の解明とともに界面構造の設計において、計算科学を用いてアシストすることにより非連続な誘電特性を発現する新規デバイスの開発を行った。チタン酸バリウムナノキューブの界面形成により、強誘電性とともにひずみ勾配に比例して電気分極が発生するフレクソエレクトリック効果を有する可能性が計算により示された。また、グラフェンを電極に用いることにより、ナノキューブ単層膜の絶縁性を高めることができ、超小型高誘電率な次世代キャパシタの可能性が示された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ウェアラブルデバイスの次世代として、埋め込み型デバイス（インプランタブルデバイス）の開発が期待されており、それらを構成する素子の小型・大容量化・高信頼性が強く求められている。本研究成果は、計算科学を用いた強誘電体材料であるチタン酸バリウムナノキューブ単層膜の誘電特性の解明とともに、膜厚15 nmのナノキューブ単層膜において高誘電率を実現する次世代超薄膜コンデンサ用のナノ材料開発の設計指針が示され、今後のデバイスの回路設計に必要なコンデンサの超小型かつ大容量化の可能性が広がった。
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